Rieka Salmon, kedysi symbol nedotknutej divočiny a predmet obdivu v klasickej literatúre Johna McPheeho, sa dramaticky zmenila. Jej pôvodne krištáľovo čisté vody, kde bolo možné vidieť 15 stôp do hĺbky, sa v roku 2019 zmenili na oranžové a odvtedy zostávajú zakalené a sfarbené. Toto náhle zhoršenie kvality vody v rieke Salmon a v mnohých ďalších kedysi čistých tokoch v regióne je priamym a znepokojujúcim dôsledkom topenia permafrostu, ktorý je úzko spojený so zmenou klímy.

Rozmrazovanie permafrostu odkrýva sulfidické minerály v podloží, ktoré sú následne vystavené poveternostným vplyvom. Keď sa rozpustený kyslík v podzemnej vode stretne s týmito novo odkrytými minerálmi, ako je napríklad sulfid železa pyrit (FeS2), môže to viesť k produkcii kyseliny sírovej. Táto kyselina vylúhuje železo a iné potenciálne toxické kovy z materského materiálu a transportuje ich do vodných ekosystémov. Výsledkom je proces podobný kyslej banskej drenáži, ktorý mení číre, nedotknuté toky na oranžové, zakalené a toxické vodné cesty.

A rieka Salmon nie je sama. Nedávny prieskum v aljašskom pohorí Brooks identifikoval 75 potokov, ktoré sa v poslednom čase sfarbili na oranžovo a zakalili. Hlavný tok rieky Salmon a väčšina jej prítokov už prekračuje limity koncentrácií kovov považované za toxické pre vodný život podľa chronických (4-dňových) prahových hodnôt expozície stanovených Agentúrou pre ochranu životného prostredia Spojených štátov (EPA). Naše zistenia naznačujú, že kvalita biotopov pre rezidentné a anadromné ryby sa v povodí rieky Salmon výrazne zhoršila.

Medzi kovy, ktoré konzistentne prekračovali prahové hodnoty toxicity EPA, patrí celkovo obnoviteľné železo, celkovo obnoviteľný hliník a rozpustený kadmium. Hliník, hoci je hojný v zemskej kôre, je vysoko rozpustný pri nízkom pH a stáva sa toxickým pre ryby, hromadí sa na žiabrach a narúša ich dýchanie. Železo vytvára oranžové, zakalené zrazeniny, ktoré znižujú prienik svetla, obmedzujú primárnu produktivitu a poškodzujú bentické prostredie a rybie žiabre. Kadmium je vysoko toxické pre vodné organizmy a jeho akumulácia na žiabrach rýb môže viesť k akútnemu nedostatku vápnika a smrti, pričom tichomorské lososy a sivoň arktický patria medzi najcitlivejšie druhy. Pozorovanie navyše ukázalo, že miesta, kde sa pod kameňmi na dne potokov nachádzali bezstavovce, mali výrazne nižšie koncentrácie celkovo obnoviteľného železa a hliníka.

Táto degradácia má už teraz ničivé následky na ekosystém. Predpokladá sa, že pomáha vysvetliť nedávny pokles návratnosti lososa keta (chum salmon), ktorý je kľúčovým komerčným a existenčným zdrojom potravy v ekonomicky znevýhodnenom regióne. Losos keta využíva sladkovodné biotopy na neresenie a skoré štádiá života. Neresiace sa biotopy v rieke Salmon a mnohých ďalších tokoch sú teraz vážne ohrozené. Komerčný úlovok v roku 2024 (5 392 lososov) a úlovok na povolenie (225 lososov) boli najnižšie od roku 1962, keď štát Aljaška začal riadiť rybolov v zálive Kotzebue.

Naše pozorovania poukazujú na potenciál širokospektrálnej budúcej degradácie vodných tokov s ďalším topením permafrostu severnejšie a inde vo vysokých zemepisných šírkach. Ak zmena klímy podporuje topenie permafrostu, očakáva sa rozsiahlejší tok železa a iných kovov do vodných ekosystémov. Hoci sú účinky zaťaženia kovmi na vodné ekosystémy horných tokov a prítokov silne negatívne, neistota pretrváva ohľadom dopadov na väčšie rieky a pobrežné morské prostredia.

Stratégie zmierňovania dopadov sú naliehavo potrebné a situácia si vyžaduje okamžité základné štúdie v ohrozených, no zatiaľ neovplyvnených tokoch. Ikona divočiny Arktídy sa mení na toxické prostredie v dôsledku zmeny klímy, s vážnymi dlhodobými ekologickými a ekonomickými následkami pre miestne komunity a krehký arktický ekosystém. JRi

Štúdia je publikovaná v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences .